Hydraulic efficency of selected intensive green roof substrates

• Autorzy: Gdela Martyna , Widomski Marcin K. , Musz-Pomorska Anna

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2019.26(1-2)4

Warianty tytułu

PL

Efektywność hydrauliczna wybranych wypełnień intensywnego zielonego dachu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The rapid urbanization resulting in increased area of sealed surfaces distorts the natural water balance of urbanized ecosystems. Thus, the natural infiltration of surface water is reduced and the significant increase in volume surface runoff is being commonly observed. Water of surface runoff is usually collected and redirected by the stormwater systems to the natural surface water reservoirs, including also rivers and lakes, commonly without any treatment. So, a significant environmental threat to water quality posed by surface runoff from urbanized areas is obvious. This paper contains the attempt of numerical assessment of efficiency of six different commercially available substrates for intensive green roof. The numerical modeling of green roof efficiency was performed by the means of the finite elements modeling software FEFLOW, Wasy-DHI. The developed model reflected the cross section of the tested green roof. The required input data for modeling covered the saturated hydraulic conductivity and water retention characteristics and were based on information available in the technical descriptions of the tested substrates. The obtained results showed the diversified performance, due to different volume of retained water under the same boundary conditions, directly related to the properties of green roof filling substrates.

PL

Gwałtowna urbanizacja prowadząca do wzrostu areału powierzchni uszczelnionych zaburza naturalny bilans wodny zurbanizowanych ekosystemów. Powyższe zazwyczaj prowadzi do obniżenia naturalnej infiltracji wód opadowych i znacznego wzrostu objętości spływu powierzchniowego. Wody spływu powierzchniowego są zazwyczaj ujmowane i przekierowywane, bardzo często bez żadnego oczyszczania, przez układy kanalizacji deszczowej bezpośrednio do odbiorników, czyli do wód powierzchniowych. Oczywistym jest zatem znaczne zagrożenie środowiskowe stwarzane jakości wód powierzchniowych poprzez zrzut nieoczyszczonych wód deszczowych z obszarów zurbanizowanych. Niniejsza praca przedstawia próbę numerycznej oceny efektywności hydraulicznej sześciu różnych dostępnych na rynku substratów wypełnień intensywnych zielonych dachów. Obliczenia numeryczne efektywności zielonego dachu zostały przeprowadzone w komercyjnym pakiecie FEFLOW, Wasy-DHI. Opracowany model odzwierciedlał przekrój poprzeczny wybranego dachu. Wymagane dane wejściowe do modelowania obejmujące przewodnictwo hydrauliczne w stanie nasyconym oraz charakterystyki retencyjne zastosowanych materiałów zostały wyznaczone w oparciu o ogólnodostępne informacje techniczne badanych wypełnień. Uzyskane wyniki obliczeń wykazały zróżnicowaną efektywność hydrauliczną badanych materiałów, szacowaną na podstawie zawartości retencjonowanej wody przy tych samych warunkach brzegowych, wynikającą bezpośrednio z właściwości hydraulicznych substratów objętych analizami.

Słowa kluczowe

EN

green roof; sustainable stormwater management; infiltration; retention

PL

dach zielony; zrównoważone zarządzanie wodami deszczowymi; infiltracja; retencja

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 26, nr 1-2
• Strony: 37--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gdela Martyna

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology

autor

Widomski Marcin K.

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology

autor

Musz-Pomorska Anna

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology

Bibliografia

• [1] Egodawatta P, Miguntanna NS, Goonetileke A. Water Sci Technol. 2012;66(7):1527-33. DOI: 10.2166/wst.2012.348.
• [2] Sakson G, Zawilski M, Badowska E, Brzezińska A. JCEEA 2014;tXXXI(61):253-64. DOI: 10.7862/rb.2014.60.
• [3] Mangani F, Maione M, Mangani G, Berloni A, Tatano F. Water Air Soil Poll. 2005;160(1):213-28. DOI: 10.1007/s11270-005-2887-9.
• [4] Guan M, Sillanpää N, Koivusalo H. Hydrol Process. 2016;30:543-57. DOI: 10.1002/hyp.10624.
• [5] Mrowiec M. Transp Res Proc. 2016;14:2659-67. DOI: 10.1016/j.trpro.2016.05.435.
• [6] Kirichenko-Babko M, Łagód G, Majerek D, Franus M, Babko R.. Ecol Chem Eng S. 2017;24(4):613-25. DOI: 10.1515/eces-2017-0040.
• [7] Directive 2000/60/EC of The European Parliament and of The Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/en/TXT/?uri=CELEX:32000L0060
• [8] Termeer CJAM, Dewulf ARPJ, van Rijswick HFMW, van Buuren A, Huitema D, Meijerink S. Climate Law. 2011;2(2):159-79. DOI 10.3233/CL-2011-032.
• [9] Kärrman E. Urban Water. 2001; 3:63-72. DOI 10.1016/S1462-0758(01)00018-8.
• [10] Harding R. Desalination. 2006;187: 229-39. DOI 10.1016/j.desal.2005.04.082.
• [11] Lazarin M, Castellotti F, Busato F. Energy Buildings. 2005;37(15):1260-7. DOI: 10.1016/j.enbuild.2005.02.001.
• [12] Berndtsson JC. Ecol Eng. 2010;36(4):351-60. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2009.12.014.
• [13] Gregorine BG, Claisen JC. Ecol Eng. 2011;37(6):963-9. DOI 10.1016/j.ecoleng.2011.02.004.
• [14] Burszta-Adamiak E, Mrowiec M. Water Sci Technol. 2013;68(1):36-42. DOI: 10.2166/wst.2013.219.
• [15] Speak AF, Rothwell JJ, Lindley SJ, Smith CL. Sci Total Environ. 2013;461-462(1):28-38. DOI 10.1016/j.scitotenv.2013.04.085.
• [16] Deska I, Mrowiec M, Ociepa E, and Łacisz K. Ecol Chem Eng S. 2018;25(3):373-82. DOI: 10.1515/eces-2018-0025.
• [17] Johannessen BG, Muthanna TM, Braskerud BC. Water. 2018;10(6):671. DOI: 10.3390/w10060671.
• [18] Raats PAC. Geoderma. 2001;100:355-87. DOI: 10.1016/S0016-7061(01)00028-3.
• [19] Richards LA. Physics. 1931;1:318-33. DOI: 10.1063/1.1745010.
• [20] Diersch HJG. DHI-WASY Software FEFLOW Finite Element Subsurface Flow and Transport Simulation System. Reference Manual. Berlin: DHI-WASY GmbH; 2009. https://www.yumpu.com/en/document/read/20781782/reference-manual-feflow.
• [21] Widomski MK, Beck Broichsitter S, Zink A, Fliege H, Horn R, Stępniewski W. J Plant Nutr Soil Sci. 2015; 178(3):401-12. DOI. 10.1002/jpln.201400045.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).